[알아봅시다] 원자력 이용 해수담수화

원자력발전소에서 발전과 담수화를 동시에

핵분열서 생긴 증기로 해수 끓여 염분제거
기술ㆍ경제적 전망 밝아 국내ㆍ외 연구 활발
국내선 다목적 원자로 '스마트' 개발 진행


물은 인간 등 생물체가 살아가는데 없어서는 안 될 존재입니다. 그러나 전 세계적으로 물 부족 문제가 갈수록 심각해지고 있는데요. 지구상에 존재하는 물의 97.5%는 바다이고 나머지는 2.5%만 민물입니다. 그나마 민물의 70% 가량은 남극 대륙이나 그린란드의 만년설 등에 있는 빙하이고 나머지도 대부분은 땅속에 있어 우리가 이용할 수 있는 민물은 지구상에 있는 전체 물 중 고작 0.007%에 불과하다고 합니다.

이마저 일부지역 또는 특정국가에 집중돼 있어 물 부족 현상은 더욱 심화되고 있습니다. 이 때문에 해마다 대한민국 땅 3분의 2에 가까운 600만ha가 사막으로 변해가고 있습니다. 그렇다면 물 부족현상을 해결할 방안은 없을까요. 최근 들어 세계적인 물 부족 현상을 해결하는 방안으로 원자력을 이용한 해수 담수화 방법이 주목받고 있습니다.

◇해수 담수화란?=물이 부족해지면서 사람들은 지구상에 존재하는 물의 97.5%를 차지하는 바다에 눈을 돌리기 시작했습니다. 바닷물은 대략 3.5%의 소금기(염분)를 포함하고 있는데 염분을 0.05%까지 낮추면 마실 수 있는 물이 됩니다. 이렇듯 바닷물의 염분을 낮춰 민물로 바꾸는 것을 '해수 담수화'라고 합니다. 실제로 사막이 많은 중동지역 등 일부 나라에서는 이미 바닷물을 담수화해 식수나 생활용수로 활용하고 있습니다.

◇담수화 방법의 종류=바닷물을 담수화하는 방법에는 몇 가지가 있습니다. 대표적인 방법은 바닷물을 끓이면 소금기만 남고 수분은 증발하는 원리를 이용한 것이라 할 수 있는데요. 또다른 방법은 가정에서 사용하는 정수기 필터처럼 물은 통과시키지만 물에 녹아있는 각종 물질들은 통과시키지 않는 특수한 막을 이용해 소금기를 걸러내는 방법이 있습니다. 바닷물을 얼려서 수분의 결정이 생기는 것을 이용해 물과 염분을 분리해 내는 방법도 간혹 사용되고 있습니다.

그러나 이러한 방법들은 바닷물을 민물로 바꾸는데 열이나 전기 등 상당히 많은 에너지가 필요하게 됩니다.

열이나 전기 에너지를 만들려면 석유, 석탄, 천연가스 등 화석연료를 사용해야 합니다. 현재 전 세계에서 바닷물을 민물로 바꾸는 시설에 화력발전소 2000만KW에 해당하는 화석연료가 사용되고 있는 것으로 알려져 있습니다. 하지만 화석연료들은 바닥을 드러내고 있으며 지구 온난화로 인한 환경문제까지 겹쳐 마음대로 쓰기가 갈수록 어려워지고 있습니다.

◇해수담수화의 대안…원자력=이에 따라 원자력을 이용해 바닷물을 민물로 바꾸려는 연구가 활발하게 진행되고 있습니다. 원자로의 핵분열 연쇄반응에서 얻은 뜨거운 증기로 터빈을 돌려 전기를 만드는 대신 바닷물을 끓여서 민물로 바꾸려는 것입니다. 원자력을 이용한 바닷물의 담수화 연구는 국제원자력기구(IAEA)를 중심으로 1990년대부터 시작됐습니다. 그간의 연구결과를 보면 기술적으로나 경제적으로 상당히 전망이 밝은 것으로 나왔습니다. 지금도 우리나라를 비롯해 세계 여러 나라 과학자들이 원자력을 이용해 민물을 대량으로 만드려는 연구가 활발하게 진행되고 있는데요.

우리나라는 1997년부터 원자력발전소에서 전기를 만들어 내는 대형 원자로를 개량해서 전기도 일부 생산하면서 바닷물을 민물로 바꿀 수 있는 다목적 중소형 원자로 '스마트(SMART)'를 개발하고 있습니다. 스마트는 원자로 1개로 하루에 전기 9만KW를 생산하면서 4만톤의 바닷물을 민물로 바꿀 수 있는 다목적 원자로입니다. 이 정도면 인구 10만명 정도인 도시에 전기와 물을 동시에 공급할 수 있는 규모로 스마트가 성공적으로 개발되면 인도네시아와 같은 섬나라, 중동, 아프리카 국가들의 물 부족 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있습니다.

대전=이준기기자 bongchu@